基于物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)的LED路燈控制器設計

　　2. 4 顯示輸入模塊

　　本文選擇TFT034 觸摸液晶模塊用作顯示及控制指令輸入。 TFT034 采用四線(xiàn)電阻觸摸屏作為輸入，320x240 像素的8 位數據的256 彩色LCD屏作為顯示輸出。

　　320x240 像素的8 位數據的256 彩色LCD 屏，顯示一屏所需的顯示緩存為320 × 240 × 8bit，即76800 字節，在顯示中每個(gè)字節，對應著(zhù)屏上的一個(gè)像素點(diǎn)，因此，8 位256 彩色顯示的顯示緩存與LCD 屏上的像素點(diǎn)是字節對應的。 每個(gè)字節中又有RGB 格式的區分，既有332 位的RGB，又有233 的格式。 在彩色圖象顯示時(shí)，首先要給顯示緩存區一個(gè)首地址，這個(gè)地址要在4 字節對齊的邊界上，而且，需要在SDRAM 的4MB 字節控制之內。 它是通過(guò)配置相應的寄存器來(lái)實(shí)現的。 之后，接下來(lái)的76800 字節，就為顯示緩存區，這里的數據會(huì )直接顯示到LCD 屏上去。 屏上圖像的變換是由于該顯示緩存區數據的變換而產(chǎn)生的。 觸摸液晶屏通過(guò)26腳排線(xiàn)與主控器相連，主控器IO 口數據可直接驅動(dòng)觸摸液晶屏模塊。 四線(xiàn)觸摸屏坐標獲取通過(guò)AD7843 采集實(shí)現，程序代碼如下：

　　3 節點(diǎn)控制器設計

　　節點(diǎn)控制器包括： MCU 控制模塊、調光模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊，結構如圖5 所示：

圖5 節點(diǎn)控制器結構圖

　　3. 1 MCU 控制模塊

　　MCU 控制模塊采用STC89C52 芯片。

　　STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系統可編程Flash 存儲器。 使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 片上Flash 允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。 在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線(xiàn)系統可編程Flash，因此滿(mǎn)足節點(diǎn)控制芯片的要求。 模塊結構如圖6 所示。

圖6 MCU 控制模塊結構圖

　　3. 2 調光模塊

　　調光模塊實(shí)現感光與調光功能。 因為光敏電阻在黑暗環(huán)境里電阻值很高，當受到光照時(shí)，光敏電阻阻值下降，光照愈強，阻值愈低，入射光消失后，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。 因此采用光敏電阻作為感光傳感器，由ADC0832 芯片將光敏電阻接收的光強模擬信號轉換為數字信號輸入到MCU 控制器中; MCU 控制器內部經(jīng)過(guò)編程對輸入的燈具工作參數進(jìn)行分析判斷，然后發(fā)出控制信號，控制恒流驅動(dòng)電路輸出電流的大小，從而控制LED 燈的亮度，進(jìn)而達到智能調控LED 燈具的目的。

　　考慮到設計選用的為直流LED 路燈，參數為： 功率28 瓦; 電壓AC100 - 280V; 功率因數> 0. 95 ; LED 顏色正白，暖白; 光通量2800 -12600LM; 色溫3000—7000K ; 燈具效率90% ; 驅動(dòng)電源恒流驅動(dòng)45V 1. 5A 直流; 命50000 小時(shí)以上; 防護等級IP65 ; 工作溫度- 35oC - 80oC ;工作濕度10% - 90%，因此需設計符合參數要求的直流調光電路。

　　直流調光方法常用的有： 調節正向電流的方法; 脈寬調制( PWM) 來(lái)調光。 調節正向電流的方法具有以下缺點(diǎn)： 調正向電流會(huì )使色譜偏移; 有時(shí)會(huì )出現使恒流源無(wú)法工作的問(wèn)題; 長(cháng)時(shí)間工作于低亮度有可能會(huì )使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無(wú)法工作; 無(wú)法得到精確調光。 因而本文采用PWM 調光方法。

　　本文采用DN0112 芯片設計了PWM 調光模塊。

　　DN0112 芯片是用于直流LED 燈的連續觸摸IC 芯片，它通過(guò)輸出PWM 可使燈光亮度在3% ～100%間無(wú)級調節，可使LED 路燈實(shí)現平滑的亮暗調節。 本文設計單片機P0. 3 輸出調光控制信號，實(shí)現對DN0112 調光芯片的控制，使調光芯片可根據單片機輸出的控制信號實(shí)現LED 燈開(kāi)關(guān)、調光。

　　4、結論

　　本文設計了路燈主控制器及節點(diǎn)控制器，通過(guò)CDMA 通信實(shí)現了遠程指令數據有效傳輸，通過(guò)自組無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)實(shí)現了主控制器與節點(diǎn)控制器指令數據的傳輸，給出了觸摸液晶屏坐標點(diǎn)采集程序，通過(guò)對光強信號的采集設計了調光電路，完成了物聯(lián)網(wǎng)的傳感數據采集、嵌入式數據傳輸及處理，將物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)引入到LED路燈控制器中。 實(shí)驗證明，本文設計的路燈控制器能有效實(shí)現智能控制，取得了較好的節能、降耗效果。